基于雪茄煙葉殘?jiān)拿览路磻?yīng)香料制備及應(yīng)用

徐秀娟 王愛霞 胡少東 史清照 楊春強(qiáng) 馬 驥

(1. 中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院，河南 鄭州 450001；2. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心，河南 鄭州 450000；3. 河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450000)

Maillard反應(yīng)是氨基化合物與還原糖之間發(fā)生的復(fù)雜反應(yīng)，是煙草眾多香味物質(zhì)的主要來源之一，對(duì)煙草的品質(zhì)起著重要作用。煙葉自身含有葡萄糖、果糖等還原糖，同時(shí)還有脯氨酸、谷氨酸等多種氨基酸，具備美拉德反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，與模型反應(yīng)相比，基于煙葉或煙草提取物的美拉德反應(yīng)香料與卷煙的協(xié)調(diào)性更好，能夠很好地改善卷煙產(chǎn)品的感官品質(zhì)，是煙草行業(yè)研究熱點(diǎn)之一[1]。煙葉與甘氨酸在堿性條件下的反應(yīng)產(chǎn)物，與煙香協(xié)調(diào)性好，能豐富煙香，細(xì)柔煙氣，改善透發(fā)性[2]；廢棄煙葉經(jīng)酶處理后制備的煙用香精具有沁鼻的烘烤香和甜香，能改善煙草吸食品質(zhì)[3-4]；烤煙花蕾也可用于制備Maillard反應(yīng)香料[5]。目前這些報(bào)道多是直接將煙草原料用于Maillard反應(yīng)香料的制備，然而在卷煙中起作用的不僅是Maillard反應(yīng)產(chǎn)物，還有煙草自身香味物質(zhì)的參與，Maillard反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)卷煙的貢獻(xiàn)不夠清晰。此外，雪茄煙葉與烤煙的還原糖、氨基酸差異較大，雪茄煙葉或殘?jiān)鼌⑴c的Maillard反應(yīng)未被充分挖掘[6]。

研究擬以經(jīng)過亞臨界萃取、溶劑浸提后的雪茄煙葉殘?jiān)苽涞乃嵛餅榈孜?，開展Maillard反應(yīng)香料制備工藝優(yōu)化，系統(tǒng)考察氨基酸和還原糖的種類及用量、反應(yīng)時(shí)間等重要工藝參數(shù)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物感官質(zhì)量及18種特征香味成分含量的影響，通過相關(guān)性分析探討香味成分與卷煙感官指標(biāo)的相關(guān)性關(guān)系，旨在為煙葉殘?jiān)亩卫锰峁┬滤悸贰?/p>

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑和材料

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890A/5975C型，美國(guó)Agilent公司；

電子天平：CP224S型，感量0.000 1 g，德國(guó)Sartorius公司；

合成反應(yīng)器：Easymax 102型，瑞士Mettler Toledo公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：R-210型，瑞士Buchi公司；

低溫冷卻循環(huán)泵：DLSB-5/20型，鞏義市予華儀器有限公司；

多功能油浴鍋：HH-ZKYY型，鞏義市予華儀器有限公司；

低溫冰箱：PL6500型，美國(guó)Thermo Fisher公司；

中藥粉碎機(jī)：FW-200型，浙江永康帥通工具有限公司；

凍干機(jī)：ALPHA 1-2LD plus型，德國(guó)Christ公司；

尼龍66濾膜：0.22 μm，中國(guó)天津津騰公司；

L-谷氨酸、L-天冬氨酸、脯氨酸：分析純，阿拉丁試劑(中國(guó))有限責(zé)任公司；

蒸餾水：廣州屈臣氏食品飲料有限公司；

雪茄煙葉(建恒4號(hào))、紅旗渠(雪茄)、白色未加香卷煙紙：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司。

1.2 方法

1.2.1 煙草水提物的制備 將雪茄煙葉粉碎后，采用亞臨界萃取法進(jìn)行一級(jí)萃取[溶劑為二甲醚，夾帶劑95%乙醇，V二甲醚∶V乙醇=10∶1，m煙葉∶V二甲醚=1∶20 (g/mL)，萃取時(shí)間20 min，萃取3次]；以60%乙醇為溶劑，加熱至回流進(jìn)行二級(jí)萃取[m煙葉∶V60%乙醇=1∶10 (g/mL)，萃取時(shí)間3.0 h]，萃取后的煙葉殘?jiān)鳛闊煵菟嵛锏脑稀?/p>

通過水提法制備煙草水提物，采用單因素試驗(yàn)，以總氮含量和產(chǎn)率為指標(biāo)，優(yōu)化料液比、提取時(shí)間和提取溫度。固定提取時(shí)間3.0 h，提取溫度60 ℃，考察料液比[m煙葉殘?jiān)肰水分別為1∶6，1∶8，1∶10，1∶12，1∶14 (g/mL)]對(duì)水提物中總氮含量和產(chǎn)率的影響；固定料液比(m煙葉殘?jiān)肰水)1∶12 (g/mL)，提取溫度60 ℃，考察提取時(shí)間(0.5，1.0，2.0，3.0，3.5 h)對(duì)水提物中總氮含量和產(chǎn)率的影響；固定料液比(m煙葉殘?jiān)肰水)1∶12 (g/mL)，提取時(shí)間3.0 h，考察提取溫度(40，60，80，90，100 ℃)對(duì)總氮含量和產(chǎn)率的影響。采用YC/T 161—2002測(cè)定水提物中總氮含量，采用YC/T 282—2009測(cè)定氨基酸含量。水提物產(chǎn)率和總氮產(chǎn)率分別按式(1)和式(2)計(jì)算。

(1)

式中：

w1——水提物產(chǎn)率，%；

m1——水提物中干物質(zhì)含量，g；

m2——煙葉質(zhì)量，g。

(2)

式中：

w2——總氮產(chǎn)率，%；

m3——水提物中總氮含量，g；

m2——煙葉質(zhì)量，g。

最優(yōu)工藝條件下制備的煙草水提取物用于Maillard反應(yīng)，其折光指數(shù)(20 ℃)為1.355 6±0.008 0，相對(duì)密度(20 ℃)為1.078 1±0.008 0。

1.2.2 美拉德反應(yīng)香料的制備 稱取10.00 g煙草水提物及一定量的氨基酸、還原糖，轉(zhuǎn)移至玻璃反應(yīng)管中，攪拌速度為800 r/min，加熱至110 ℃，并保持3.0 h。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾，收集濾液即可。對(duì)照試驗(yàn)中將煙草水提物替換為水，其他反應(yīng)條件不變，試驗(yàn)參數(shù)詳見表1。

采用單因素試驗(yàn)，對(duì)氨基酸與還原糖的摩爾比、反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。固定反應(yīng)時(shí)間3.0 h，反應(yīng)溫度110 ℃，考察氨基酸與葡萄糖摩爾比(2∶1，1∶1，2∶3，1∶2，2∶5對(duì)應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物編號(hào)分別為M-7、M-8、M-9、M-4、M-10)對(duì)美拉德反應(yīng)香料感官質(zhì)量的影響；固定反應(yīng)溫度110 ℃，氨基酸與葡萄糖摩爾比2∶1，考察反應(yīng)時(shí)間(0.5，1.0，1.5，2.0，3.0，3.5 h對(duì)應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物編號(hào)分別為M-11、M-12、M-13、M-14、M-7、M-15)對(duì)美拉德反應(yīng)香料感官質(zhì)量的影響。

表1 氨基酸、還原糖種類及用量

1.2.3 感官評(píng)價(jià) 挑選質(zhì)量為(0.815±0.070) g、吸阻為(1 100±200) Pa的空白卷煙樣品，將美拉德反應(yīng)香料及煙草水提物稀釋至質(zhì)量百分濃度為10%(溶劑為水)，分別涂布于卷煙紙上，涂布量為0.3%(濕重)。涂布完畢后，將卷煙裝入煙盒中，密封于(22±2) ℃和相對(duì)濕度(RH) (60±5)%的條件下放置1周。感官評(píng)價(jià)方法參照文獻(xiàn)[7]。請(qǐng)7位已取得卷煙感官評(píng)吸資格證書的專業(yè)人員進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果采用算術(shù)平均值統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.4 美拉德反應(yīng)香料的成分分析

(1) 定性分析：稱量0.50 g樣品，加入乙酸苯乙酯(0.80 mg/mL，5 μL)作為內(nèi)標(biāo)，并加入二氯甲烷，室溫震蕩50 min，有機(jī)相干燥、過濾后進(jìn)行GC-MS分析，分析條件：色譜柱為DB-WAXetr毛細(xì)管柱(60 m×250 μm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃；載氣為高純氦氣；載氣流量1.0 mL/min；進(jìn)樣量1 μL；分流比10∶1；程序升溫以3 ℃/min的升溫速率從50 ℃加熱到250 ℃，并保持10 min。電離方式為EI；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；四極桿溫度150 ℃；電子倍增器電壓1.89 kV；質(zhì)量掃描范圍33～500 amu；掃描方式全掃描；溶劑延遲10.0 min。

參考各化合物的保留時(shí)間，對(duì)每個(gè)色譜峰進(jìn)行譜庫(NIST08和WILEY)檢索，確定美拉德反應(yīng)香料的各化學(xué)成分；采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量。

(2) 定量分析： 分別稱量0.50 g樣品，加入5 mL含內(nèi)標(biāo)(丙酸蘇合香酯10.296 μg/mL)的二氯甲烷萃取劑，室溫振蕩50 min，萃取液干燥過濾后待用。根據(jù)文獻(xiàn)[8]對(duì)美拉德反應(yīng)香料進(jìn)行定量分析。

1.2.5 相關(guān)性分析 采用SPSS 18.0軟件對(duì)Maillard反應(yīng)產(chǎn)物和卷煙感官指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析，P<0.05為顯著相關(guān)，P<0.01為極顯著相關(guān)。

2 結(jié)果與討論

2.1 煙草水提物的制備

2.1.1 料液比對(duì)總氮提取效率的影響 試驗(yàn)所用煙葉已經(jīng)過亞臨界萃取、溶劑浸提(60%乙醇)兩步提取工藝，煙葉中的大部分香味物質(zhì)已被萃取，雪茄煙葉殘?jiān)嵛镆蕴穷?、氨基酸等大分子物質(zhì)為主。由于雪茄煙葉含糖量低，含氮量略高，因此在優(yōu)化煙草水提物提取工藝時(shí)，以總氮含量和產(chǎn)率為主要依據(jù)。由圖1(a)可知，隨著料液比的增大，總氮含量先升高后降低，當(dāng)m煙葉殘?jiān)肰水為1∶8 (g/mL)時(shí)，總氮含量最低為7.48 mg/g，當(dāng)m煙葉殘?jiān)肰水為1∶12 (g/mL)時(shí)，總氮含量增加到11.14 mg/g，而m煙葉殘?jiān)肰水為1∶14 (g/mL)時(shí)，總氮含量略微降低至10.74 mg/g。水提物產(chǎn)率隨著料液比的增加而升高，當(dāng)m煙葉殘?jiān)肰水為1∶12 (g/mL)時(shí)總氮含量達(dá)到最高，同時(shí)總氮產(chǎn)率達(dá)到1.54%；當(dāng)m煙葉殘?jiān)肰水為1∶14 (g/mL)時(shí)，雖然水提物產(chǎn)率增高到14.67%，但總氮含量略有降低，總氮產(chǎn)率變化不大。這是因?yàn)?，溶劑含量的增高?huì)使得更多難揮發(fā)成分被萃取出來，但總氮的萃取已達(dá)到飽和狀態(tài)，因此雖然水提物產(chǎn)率增高，但總氮含量降低，因此m煙葉殘?jiān)肰水選擇1∶12 (g/mL)。

圖1 反應(yīng)條件對(duì)總氮含量、產(chǎn)率及水提物產(chǎn)率的影響Figure 1 The effect of reaction conditions on nitrogen content, extraction rate and water extraction yield

2.1.2 提取時(shí)間對(duì)總氮提取效率的影響 隨后在m煙葉殘?jiān)肰水為1∶12 (g/mL)，提取溫度60 ℃的條件下，考察提取時(shí)間對(duì)總氮含量和產(chǎn)率的影響。由圖1(b)可知，總氮含量隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)先增加后降低，當(dāng)提取時(shí)間為0.5，1.0 h時(shí)，總氮含量變化不大，分別為3.77，3.63 mg/g；當(dāng)提取時(shí)間延長(zhǎng)至2.0 h時(shí)，總氮含量大幅上升，增加至7.63 mg/g，是1.0 h時(shí)的2.1倍；萃取時(shí)間為3.0 h時(shí)，總氮含量達(dá)到最高值，為8.50 mg/g；而萃取時(shí)間過長(zhǎng)，總氮含量降低(6.35 mg/g)。水提物產(chǎn)率整體呈上升趨勢(shì)，總氮產(chǎn)率先增加后降低，當(dāng)萃取時(shí)間為2.0 h時(shí)，產(chǎn)率為1.85%，延長(zhǎng)至3.0 h時(shí)為1.86%，表明總氮產(chǎn)率已趨于平衡，因而最佳萃取時(shí)間選擇3.0 h。

2.1.3 提取溫度對(duì)總氮提取效率的影響 在確定料液比和提取時(shí)間之后，進(jìn)一步對(duì)提取溫度進(jìn)行優(yōu)化。由圖1(c) 可知，整體而言，隨著提取溫度的升高，水提物產(chǎn)率呈上升趨勢(shì)，總氮含量呈下降趨勢(shì)。當(dāng)提取溫度為40～80 ℃時(shí)，總氮含量為24.92～25.89 mg/g，變化不大；當(dāng)溫度升高至90 ℃時(shí)，總氮含量降低至24.06 mg/g，且隨著溫度的提高繼續(xù)降低至21.37 mg/g?？偟a(chǎn)率先增加后降低，從1.96%增加至2.91%，隨后又降低至2.61%。當(dāng)溫度為80 ℃時(shí)，總氮含量及產(chǎn)率皆達(dá)到最高值，因而，最佳提取溫度確定為80 ℃。

最終，通過單一因素試驗(yàn)確定雪茄煙葉殘?jiān)嵛锏淖罴压に嚄l件為：m煙葉殘?jiān)肰水為1∶12 (g/mL)，加熱溫度80 ℃，萃取時(shí)間3.0 h。水提物產(chǎn)率為11.25%，總氮含量為25.89 mg/g，總氮產(chǎn)率為2.91%。

2.2 美拉德反應(yīng)香料的制備及感官評(píng)價(jià)

2.2.1 氨基酸和還原糖種類對(duì)美拉德反應(yīng)香料感官質(zhì)量的影響 美拉德反應(yīng)過程復(fù)雜，反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)條件關(guān)系密切，而氨基酸和還原糖是影響美拉德產(chǎn)物組成及香氣的關(guān)鍵因素，因而氨基酸和還原糖的選取至關(guān)重要。為了使美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的香氣更接近煙草香，與卷煙協(xié)調(diào)性好，在選取氨基酸和還原糖時(shí)本著煙葉中自身含有且含量較高的原則。雪茄煙葉中含量較高的氨基酸為天冬氨酸、谷氨酸，還原糖為葡萄糖、果糖，因而將此作為反應(yīng)原料[9]。雖然經(jīng)單一因素優(yōu)化后，雪茄煙葉的總氮被完全萃取，但水提物的總氮含量仍較低。利用氨基酸分析儀對(duì)水提物中的氨基酸含量進(jìn)行分析，氨基酸總量為261.29 μg/g，其中天冬氨酸和谷氨酸含量分別為78.60，11.80 μg/g。為提高反應(yīng)效率，以水提物為底物，額外補(bǔ)加氨基酸和還原糖，制備美拉德反應(yīng)香料。

首先，對(duì)氨基酸和還原糖的種類進(jìn)行篩選，試驗(yàn)條件如表1所示，各組反應(yīng)物的感官評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。首先，將煙草水提物直接涂布于卷煙紙上進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，與空白卷煙相比，水提物在品質(zhì)特征方面幾乎無作用，在風(fēng)格特征方面，僅干草香、焦香略有改善，表明雪茄煙葉殘?jiān)嵛飳?duì)卷煙感官質(zhì)量的提升幾乎無作用。而6種Maillard反應(yīng)物M1～M6在香氣、豐濃、雜氣、刺激、細(xì)柔等方面均有改善，在風(fēng)格特征方面，干草香、焦香、烘焙香、蜜甜香等有不同程度的改善。這表明，與煙草水提物相比，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物能夠起到增加香氣、豐富煙氣濃度和特征香韻等作用。

對(duì)比M-2和M-4，兩組的還原糖(葡萄糖)、反應(yīng)底物(水提物)一致，僅氨基酸種類不同，從表2可以看出，M-4(天冬氨酸+谷氨酸)的香氣、豐濃、甜味、綜合味覺等品質(zhì)特征，以及焦香、蜜甜香、果香等風(fēng)格特征均明顯優(yōu)于M-2(天冬氨酸)，表明以混合氨基酸為氮源的美拉德反應(yīng)香料感官效果優(yōu)于單一氨基酸，因此選擇天冬氨酸和谷氨酸混合使用。與M-4(葡萄糖)相比，M-5(果糖)的品質(zhì)特征、味覺特征、風(fēng)格特征均有所削弱，說明使用葡萄糖的效果優(yōu)于果糖。這可能與反應(yīng)活性及反應(yīng)產(chǎn)物種類有關(guān)。由于五碳糖的反應(yīng)活性高于六碳糖，因此葡萄糖的反應(yīng)活性高于果糖；兩者反應(yīng)產(chǎn)物的種類也有差異，以果糖為原料的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物中吡嗪類香味成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高[10]。此外，對(duì)比M-4和M-6，兩組均為混合氨基酸與葡萄糖反應(yīng)，僅反應(yīng)底物不同，當(dāng)反應(yīng)底物為水時(shí)，香氣、豐濃大大降低，表明相較于直接以純水作為底物，使用煙葉殘?jiān)嵛镒鳛榈孜镌谠黾酉銡?、豐富煙氣濃度等方面更有優(yōu)勢(shì)。因此綜合來看，美拉德反應(yīng)的還原糖選擇葡萄糖，氨基酸選擇天冬氨酸和谷氨酸的混合氨基酸，反應(yīng)底物為水提物。

2.2.2 氨基酸和還原糖摩爾比對(duì)美拉德反應(yīng)香料感官質(zhì)量的影響 在確定反應(yīng)底物、氨基酸和還原糖的基礎(chǔ)上，通過單因素試驗(yàn)考察氨基酸和還原糖摩爾比對(duì)Maillard反應(yīng)產(chǎn)物感官品質(zhì)的影響，結(jié)果如表2所示。整體而言，不同摩爾比條件下的各反應(yīng)產(chǎn)物，在香氣、豐濃、刺激、細(xì)柔等品質(zhì)特征上均有不同程度的改善；略增加甜味，降低苦味，綜合味覺略改善；風(fēng)格特征主要表現(xiàn)在焦香、烘焙香、蜜甜香等方面。當(dāng)葡萄糖用量過高時(shí)(n氨基酸∶n葡萄糖=2∶5)，雜氣、刺激性略有增強(qiáng)，同時(shí)香氣、豐濃略有降低；甜味增強(qiáng)、苦味降低；烘焙香增強(qiáng)，奶香、酸香、可可香略降低。由于美拉德反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的含N雜環(huán)，在增強(qiáng)烘焙香、增加煙氣濃度、增加香氣量方面會(huì)有較明顯作用，因而，在篩選最佳條件時(shí)，著重選擇對(duì)品質(zhì)特征有重要改善，兼顧烘焙香、焦香等風(fēng)格特征。當(dāng)n氨基酸∶n葡萄糖=2∶1時(shí)，香氣、豐濃、雜氣的改善程度最高，同時(shí)，焦香、烘焙香也明顯增強(qiáng)，因而氨基酸和葡萄糖的用量確定為：天冬氨酸0.74 g、谷氨酸0.08 g、葡萄糖0.50 g。

表2 美拉德反應(yīng)產(chǎn)物感官評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)香料感官質(zhì)量的影響 在n氨基酸∶n葡萄糖為2∶1，雪茄水提物10.0 g，溫度110 ℃，攪拌速度800 r/min的條件下，通過單因素試驗(yàn)，對(duì)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。品質(zhì)指標(biāo)香氣和豐濃隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)均呈先增加后降低的趨勢(shì)，不同的是，反應(yīng)時(shí)間3.0 h時(shí)，香氣改善程度最高，而豐濃在反應(yīng)時(shí)間為1.5 h時(shí)達(dá)到最高。與空白樣品相比，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物幾乎都有一定的雜氣，僅M-7略有降低雜氣與刺激性的作用。在味覺特征上，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為1.5 h時(shí)，酸味增加，延長(zhǎng)或縮短反應(yīng)時(shí)間均無較大改善；甜味基本上隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)先增強(qiáng)后減弱，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為1.5 h甜味分值最高；綜合味覺改善較為明顯的是M-13和M-8。在風(fēng)格特征方面，M-7的干草香、焦香、烘焙香突出。綜合考慮，最佳反應(yīng)時(shí)間確定為3.0 h。

最終通過單因素試驗(yàn)確定了美拉德反應(yīng)最佳試驗(yàn)條件：雪茄煙葉殘?jiān)嵛?0.00 g、天冬氨酸0.74 g、谷氨酸0.08 g、葡萄糖0.50 g，加熱至110 ℃反應(yīng)3.0 h，反應(yīng)結(jié)束后過濾去除不溶物即可。

2.3 美拉德反應(yīng)香料的成分

2.3.1 美拉德反應(yīng)香料定性分析 美拉德反應(yīng)香料M-7的定性分析結(jié)果如表3所示，共鑒定出21種揮發(fā)性成分。采用同樣的方法對(duì)雪茄煙葉殘?jiān)嵛镞M(jìn)行分析，未檢出任何致香成分，說明利用美拉德反應(yīng)能夠產(chǎn)生較多的香氣物質(zhì)，提升水提物的使用價(jià)值。M-7中致香成分主要有糠醛、4-環(huán)戊烯-1,3-二酮、5-甲基呋喃醛、2-乙酰基吡咯、2,5-呋喃二甲醛、5-羥甲基糠醛、苯乙醇、壬醛、3,5-二羥基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮等，其中5-羥甲基糠醛的含量高達(dá)670.86 μg/g，其次為4-環(huán)戊烯-1,3-二酮(16.52 μg/g)、2,5-呋喃二甲醛(12.34 μg/g)和3,5-二羥基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮(12.68 μg/g)，此外，5-甲基呋喃醛、糠醛、2-乙?；量┑暮恳蚕鄬?duì)較高。這些物質(zhì)的特征香氣表現(xiàn)為烘烤香、甜香、堅(jiān)果香，有良好的增香效果，正是這些物質(zhì)的存在使得M-7在卷煙風(fēng)格特征方面具有烘托烘焙香、焦香的作用，GC-MS的分析結(jié)果與感官評(píng)價(jià)結(jié)果具有很好的一致性。

表3 M-7中的揮發(fā)性香氣成分

2.3.2 美拉德反應(yīng)香料定量分析 為進(jìn)一步探明Maillard反應(yīng)香料的化學(xué)成分隨反應(yīng)條件的變化規(guī)律，結(jié)合文獻(xiàn)[8]以及表3的分析結(jié)果，對(duì)Maillard反應(yīng)產(chǎn)物中的18種化學(xué)成分進(jìn)行定量分析，結(jié)果見表4。由于煙草水提物中含一定量的還原糖和氨基酸，其自身也會(huì)發(fā)生Maillard反應(yīng)，因而在同樣條件下與水提物自身的Maillard反應(yīng)產(chǎn)物(M-0)進(jìn)行對(duì)比分析。M-0中18種待測(cè)物的總量為209.73 μg/g，其中，5-羥甲基糠醛和2-乙?；量┑暮孔罡撸伎偭康?1.57%，與烤煙型煙草水提物的略有不同，烤煙型煙草水提物自身Maillard反應(yīng)產(chǎn)物中羥基丙酮的含量?jī)H次于5-羥甲基糠醛，可能與氨基酸種類的不同有關(guān)[8]。加入一定量的氨基酸和葡萄糖后，Maillard反應(yīng)產(chǎn)物的含量大大增加，且總量隨著氨基酸與葡萄糖摩爾比的增加而增加，當(dāng)摩爾比為2∶5時(shí)，總量為5 317.06 μg/g，是M-0的25.35倍。反應(yīng)產(chǎn)物以5-羥甲基糠醛、2-乙?；量⒘u基丙酮為主。其中，羥基丙酮的含量急劇上升，從最初的11.99 μg/g上升至121.92 μg/g(M-9)。與此類似的還有糠醛、2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮。5-甲基糠醛和2,5-二甲?；秽贛-0中未檢出，但隨著物料比的增加，其含量逐漸增加。糠醇、2(5H)-呋喃酮隨著反應(yīng)比例的增加，呈先增加后降低趨勢(shì)，當(dāng)氨基酸與葡萄糖摩爾比為2∶3時(shí)，含量均達(dá)到最高值。3-乙?；拎るS著物料比的增加而降低，可能與反應(yīng)體系中脯氨酸的含量較低，無法獲取足量的還原糖并與之發(fā)生反應(yīng)有關(guān)。

表4 Maillard反應(yīng)產(chǎn)物定量分析結(jié)果?

隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，Maillard反應(yīng)程度逐漸加深，反應(yīng)產(chǎn)物的含量逐漸增加。反應(yīng)時(shí)間3.0 h之前，5-羥甲基糠醛的含量緩慢增加，3.5 h時(shí)急劇上升，從685.22 μg/g增加至1 256.41 μg/g。與此相似的還有糠醛、羥基丙酮、5-甲基糠醛、2,5-二甲?；秽?,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮。卷煙感官作用評(píng)價(jià)結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間為3.0 h時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)卷煙香氣質(zhì)、香氣量、濃度等各方面的改善效果最佳，該條件下反應(yīng)產(chǎn)物的總量為937.75 μg/g。

2.4 Maillard反應(yīng)產(chǎn)物與卷煙感官指標(biāo)的相關(guān)性

采用簡(jiǎn)單相關(guān)分析方法對(duì)Maillard反應(yīng)產(chǎn)物與卷煙感官指標(biāo)之間的相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果見表5。與細(xì)柔顯著相關(guān)的是2-乙?；秽?，與奶香顯著相關(guān)的是3-羥基-2-丁酮，極顯著相關(guān)的是3-乙?；拎?，與花香顯著相關(guān)的是2-呋喃基羥基甲基酮和5-羥甲基糠醛，極顯著相關(guān)的是2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮。而6-乙基-5,6-二氫-2H-吡喃-2-酮與雜氣、刺激、苦味、干草香指標(biāo)均顯著負(fù)相關(guān)。通常，Maillard反應(yīng)產(chǎn)物在增加香氣量、香氣質(zhì)、煙氣濃度和烘烤香、甜香方面有較大作用，但相關(guān)性分析并未找到與這些指標(biāo)呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系的成分，可能與感官評(píng)價(jià)分值之間的差異較小有關(guān)。

表5 Maillard反應(yīng)產(chǎn)物與卷煙感官指標(biāo)的相關(guān)性關(guān)系?

3 結(jié)論

在煙草提取物的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢渣，而這些固體廢渣中仍含有糖、氨基酸等物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行二次利用，有利于降低原料成本，提高產(chǎn)品附加值；Maillard反應(yīng)能夠利用糖源或氮源，轉(zhuǎn)化為致香成分，在卷煙中起到增加焦甜香或烘焙香的作用，使用價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煙草水提物。但影響Maillard反應(yīng)的還有pH、溶劑組成等諸多因素，因此，有必要對(duì)煙草美拉德反應(yīng)香料的工藝、化學(xué)成分及其影響因素進(jìn)行深入探討，為產(chǎn)品深加工提供依據(jù)。